抽油桿淬火機床使用的夾具系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種抽油桿淬火機床的夾具系統，包括位于機床床身(5)兩端，分別設置床頭自動上扣卸扣單元(3)和床尾自動上扣卸扣單元(4)；兩個自動上扣卸扣單元包括由正反轉電機(46)驅動的動力頭主軸(35)；動力頭主軸(35)前端設置了與抽油桿螺紋端部配合的螺紋套(36)；床頭自動上扣卸扣單元(3)通過支座坐于滑軌(10)上，支座設置調節位置的驅動裝置和啟閉式定位裝置；此外，床身(5)中部間隔設置了升降式支架(8)，床身(5)上還設置了升降式的油桿抱緊機械手(9)。本發明具有自動化程度高、效率高的特點。
【專利說明】抽油桿淬火機床使用的夾具系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種淬火機床，更具體地說，涉及抽油桿的淬火機床。
【背景技術】
[0002]抽油桿是油田采油設備的一個重要部件，它的質量好壞直接影響采油設備的生產效率和生產成本，為了保證抽油桿的強度需對抽油桿進行淬火處理，以往對抽油桿淬火處理的設備采用的都是手動裝卸，勞動強度大，生產效率低。
[0003]抽油桿的結構如圖5所示，其兩端為帶有螺紋的端部。
【發明內容】
[0004]本發明旨在提供一種全自動的抽油桿淬火機床的夾具系統，旨在提高抽油桿的淬火效率，減少操作人員的勞動強度，提高自動化水平。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供一種抽油桿淬火機床的夾具系統包括位于機床床身兩端分別設置的床頭自動上扣卸扣單元和床尾自動上扣卸扣單元；兩個所述自動上扣卸扣單元包括由正反轉電機驅動的動力頭主軸；所述動力頭主軸前端設置了與抽油桿螺紋端部配合的螺紋套。所述床頭自動上扣卸扣單元通過支座坐于滑軌上，所述支座設置調節位置的驅動裝置和啟閉式定位裝置；此外，所述床身中部間隔設置了升降式支架，所述床身上還設置了升降式的油桿抱緊機械手。
[0006]其中，升降式支架和油桿抱緊機械手可以退回至床身內部。而所述床頭自動上扣卸扣單元的支座位置，可以利用驅動裝置調整，也可以隨著抽油桿的裝夾，調整首尾兩個自動上扣卸扣單元之間的間距。而啟閉式定位裝置，根據需要松開支座，用于位置調整，以及抱緊支座，用于定位后的淬火工作。
[0007]根據上述描述，所述床尾的自動上扣卸扣單元可以是固定方式設置。
[0008]此外，一種優選方式下，自動上扣卸扣單元包括連接正反轉電機輸出軸的減速機、帶動旋轉的第一齒輪，以及與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪，所述第二齒輪帶動中心穿設的動力頭主軸轉動；所述動力頭主軸前端連接并帶動螺紋套轉動。
[0009]此外，根據以上描述，本發明涉及的抽油桿淬火機床，包括設置于導軌上實現往復運動的床身，以及由架體獨立支撐在所述床身上方位于床尾一側的中頻加熱淬火單元；所述中頻加熱淬火單元包括設置于一個箱體內的中頻感應器和后側冷卻噴淋裝置；所述床身在床頭和床尾端側分別設置了自動上扣卸扣單元，床尾的所述自動上扣卸扣單元包括實現正反轉的動力頭主軸；所述動力頭主軸穿過所述中頻加熱淬火單元的箱體、冷卻噴淋裝置和中頻感應器設置，并在前端設置與抽油桿螺紋端部配合的螺紋套。此外，所述床身中部間隔設置了升降式支架，所述床身上還設置了升降式的油桿抱緊機械手。
[0010]其中，所述中頻感應器為一個通電線圈實現的高頻感應裝置，實現中心穿過的抽油桿電感加熱，加熱后的抽油桿再經過后側的冷卻噴淋裝置，達到淬火目的。
[0011]優選方式下，位于床頭的所述自動上扣卸扣單元通過支座坐于滑軌上，所述支座連接了調節位置的驅動裝置；床尾的所述自動上扣卸扣單元為固定式設置。床頭的自動上扣卸扣單元位置可調，以便適應不同長度抽油桿夾緊，為后續淬火打下基礎，并因此擴展了本發明機床的適用范圍。
[0012]此外，本發明抽油桿淬火機床還包括分別控制中頻加熱淬火單元、升降式支架、自動上扣卸扣單元、油桿抱緊機械手以及驅動床身往復運動的數控系統。所述數控系統在機床工作過程中用于適時控制各個執行部件根據特定工位完成相應動作。此外，為了實現執行動作，本發明還包括液壓系統，其中，升降式支架、油桿抱緊機械手均由液壓系統實現動作。
[0013]此外，為了達到自動化的要求，在本發明抽油桿淬火機床所述床身一側還設置有抽油桿自動上料卸料機械手單元，用于自動將桿狀抽油桿送到上述升降式支架上。
[0014]本發明另一改進在于所述自動上扣卸扣單元，包括連接正反轉電機輸出軸的減速機及帶動旋轉的第一齒輪，以及與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪，所述第二齒輪帶動中心穿設的動力頭主軸轉動；所述動力頭主軸前端連接并帶動所述與抽油桿螺紋端部配合的螺紋套。
[0015]本發明抽油桿淬火機床的結構特點為:
[0016]1、自動上料卸料機械手單元(自動上料架):負責存儲待加工的抽油桿，并負責按需要依次自動把抽油桿送到上下料機械手上；上下料機械手負責把抽油桿送到床體上。
[0017]2、自動 上扣卸扣單元(自動上扣卸扣旋轉動力頭):負責把抽油桿固定在動力頭的主軸上，并負責在加工抽油桿時旋轉抽油桿，以保證在感應器加熱油桿時加熱均勻，還負責把加工后的油桿從動力頭的主軸上卸下。
[0018]3、油桿抱緊機械手:負責把抽油桿固定和卸下動力頭的主軸時，卡緊油桿以便于上扣卸扣。(油桿兩端有加工好的螺紋)
[0019]4、電動長短調整機構，設置于床尾的自動上扣卸扣單元，負責根據抽油桿的長短，調整自動上扣卸扣旋轉動力頭的位置。
[0020]5、中頻加熱淬火單元:中頻感應器和冷卻噴淋裝置，負責把抽油桿加熱和冷卻淬火。
[0021]6、床身:負責固定電動長短調整機構、自動上扣卸扣單元、油桿抱緊機械手、行走機構等。
[0022]7、導向行走導軌:輔助行走機構實現床身在導軌上的動作，負責床體在規定的位
置運動。
[0023]本發明涉及全自動抽油桿淬火機床，主要由自動上料架、上下料機械手、碼料機械手、床體、導向行走導軌、電動長短調整機構、自動上扣卸扣旋轉動力頭、卡緊機械手、中頻感應器、冷卻噴淋裝置等組成，具有自動化程度高、效率高的特點。
[0024]本發明主要改進在于，機床使用的夾具系統，具有如下優點:
[0025]1、通過螺紋套管，實現抽油桿的自動裝夾。
[0026]2、通過在床頭設置位置可調的自動上扣卸扣單元，從而在兩個電機的轉動下，實時調整首尾兩個自動上扣卸扣單元之間的間距完成裝夾工作。
[0027]3、在裝夾階段，通過設置抽油桿抱緊機械手，握住抽油桿，從而實現兩端自動上扣卸扣單元的上扣、卸扣工作。[0028]4、抽油桿抱緊機械手和抽油桿支架可以退回到床身內，從而在淬火過程中不會干涉到機床的整體工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是本發明抽油桿淬火機床的整體結構示意圖。
[0030]圖2是本發明抽油桿淬火機床中卡緊機械手的結構示意圖。
[0031]圖3是圖1中A處放大結構示意圖。
[0032]圖4是本發明抽油桿淬火機床中自動上扣卸扣旋轉動力頭的結構示意圖。
[0033]圖5是抽油桿的結構示意圖。
【具體實施方式】[0034]如圖1所示，本發明抽油桿淬火機床，包括設置于導軌7上實現往復運動的床身5，圖中床身底部兩側設置滾輪6，床體內設置驅動電機，從而實現床身在軌道7上的往復運動。
[0035]本發明抽油桿淬火機床，還包括由架體獨立支撐在床身5上方位于床尾一側的中頻加熱淬火單元。具體結構如圖3所示，所述中頻加熱淬火單元包括設置于一個箱體31內的中頻感應器32和后側冷卻噴淋裝置33。
[0036]此外，床身在床頭和床尾端側分別設置了自動上扣卸扣單元；床尾的所述自動上扣卸扣單元4包括實現正反轉的動力頭主軸35 ;如圖3所示,動力頭主軸35穿過中頻加熱淬火單元的箱體31、冷卻噴淋裝置33和中頻感應器32設置，并在前端設置與抽油桿螺紋端部配合的螺紋套36。
[0037]圖1中，本發明抽油桿淬火機床，還包括床身5中部間隔設置的升降式支架8，以及一側設置的升降式的油桿抱緊機械手9。油桿抱緊機械手9的結構如圖2所示，優選液壓驅動實現，爪體設置有增大摩擦的凹槽。
[0038]此外，為了適應不同長度抽油桿淬火，上述位于床頭的自動上扣卸扣單元3通過支座坐于滑軌10上，支座連接了調節位置的驅動裝置，用于在滑軌上調整位置。這一方式下，床尾的自動上扣卸扣單元為固定式設置。
[0039]為了實現本發明機床的自動化工作，還需要設置數控系統，用于分別控制中頻加熱淬火單元、升降式支架、自動上扣卸扣單元、油桿抱緊機械手的動作，以及驅動床身的往復運動等，具體過程參見下文的工作過程說明。此外，為了達到安全穩定的目的，本發明還需要設置液壓系統，主要用于實現升降式支架8、油桿抱緊機械手9的動作。
[0040]此外，如圖1所示，床身5 —側設置抽油桿自動上料卸料機械手單元2，負責存儲待加工的抽油桿，并負責按需要依次自動把抽油桿送到上下料機械手上，上下料機械手再負責把抽油桿送到床體的支架8上。此類機械機構參見現有技術中棒料或長桿狀零件的上料下料機構。
[0041]本發明一個重要改進在于，抽油桿送到支架8上以后，能夠自動完成兩端的夾具裝夾，此處的夾具即上文提及的自動上扣卸扣單元，具體結果如圖4所示,包括連接正反轉電機46輸出軸的減速機47及帶動旋轉的第一齒輪42，以及與所述第一齒輪42嚙合的第二齒輪41，所述第二齒輪41帶動中心穿設的動力頭主軸35轉動；所述動力頭主軸35前端連接并帶動所述與抽油桿螺紋端部配合的螺紋套。圖4中，動力頭主軸35通過前端的螺紋套連接桿43和螺紋套管44 (即圖3中的螺紋套36)連接。
[0042]上述機構的作用為:
[0043]1、自動上料卸料機械手單元(自動上料架):負責存儲待加工的抽油桿，并負責按需要依次自動把抽油桿送到上下料機械手上；上下料機械手負責把抽油桿送到床體上。
[0044]2、自動上扣卸扣單元(自動上扣卸扣旋轉動力頭):負責把抽油桿固定在動力頭的主軸上，并負責在加工抽油桿時旋轉抽油桿，以保證在感應器加熱油桿時加熱均勻，還負責把加工后的油桿從動力頭的主軸上卸下。
[0045]3、油桿抱緊機械手:負責把抽油桿固定和卸下動力頭的主軸時，卡緊油桿以便于上扣卸扣。(油桿兩端有加工好的螺紋)
[0046]4、電動長短調整機構，設置于床尾的自動上扣卸扣單元，負責根據抽油桿的長短，調整自動上扣卸扣旋轉動力頭的位置。
[0047]5、中頻加熱淬火單元:中頻感應器和冷卻噴淋裝置，負責把抽油桿加熱和冷卻淬火。[0048]6、床身:負責固定電動長短調整機構、自動上扣卸扣單元、油桿抱緊機械手、行走機構等。
[0049]7、導向行走導軌:輔助行走機構實現床身在導軌上的動作，負責床體在規定的位
置運動。
[0050]本發明設備由自動上料架、導軌系統、床身總成、中頻加熱系統、數控系統等組成。自動上料架:由料架、自動上料系統、上下料機械手、接料機械手組成，上下料自動完成。導軌系統:由15KG工字鋼構成。床身總成:由工字鋼組焊而成的床體、活動動力頭、固定動力頭、可調螺桿、液壓油缸、液壓泵站、浮動式中間支撐、包緊機械手、感應器冷卻水箱、驅動系統等構成。油桿通過上下料機械手上到與動力頭同心位置時，活動動力頭通過液壓油缸把油桿壓到動力頭主軸連接螺桿處，此時卡緊機械手把油桿卡緊，活動動力頭和固定動力頭的王軸，在伺服電機的帶動下，把油桿和王軸連接在一起，油桿和王軸連接完成后，卡緊機械手松開，油桿開始淬火。所有工作均有數控控制完成。具體工作過程如下(參考圖1說明):
[0051]1、上料:自動上料卸料機械手單元2將存儲待加工的抽油桿1，自動依次送到上下料機械手上，上下料機械手再把抽油桿送到床體的支架8上，此時，支架8為升起狀態。
[0052]2、裝夾:抽油桿I置于支架8上后，油桿抱緊機械手9升出床體外，并夾緊抽油桿，同時，床體兩端的自動上扣卸扣單元啟動，分別將自動上扣卸扣單元的螺紋套旋接到抽油桿兩端的螺紋端，達到加工零件的自動裝夾，此過程中，由于床頭的自動上扣卸扣單元3坐于一個滑軌10上，因此根據螺紋的上緊過程，兩端的自動上扣卸扣單元之間的間距自動調整。裝夾后，支架8和機械手9退回床身內。
[0053]3、淬火:床身5在驅動作用下依靠滾輪6和軌道7向圖1中右側移動，而圖4所示的中頻加熱淬火單元在獨立支架的支撐下，相對床身靜止，從而，抽油桿隨著床身的動作，穿過中頻加熱淬火單元通電的線圈式中頻感應器32，實現快速升溫加熱的功能，此后穿過冷卻噴淋裝置33完成遇冷淬火的工作。
[0054]4、下料:整個抽油桿完成淬火后，床身向圖1中左側回移，回移到初始上料位置后，支架8和機械手9從床身中升起，支撐并抱緊抽油桿，此時，兩端的自動上扣卸扣單兀啟動，使得兩端的螺紋套旋離抽油桿的螺紋端。之后機械手9松開抽油桿，退回床身內。同時自動上料卸料機械手單元2伸出機械手，將抽油桿撤出工位，放到完成加工后的抽油桿料堆中。[0055] 以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種抽油桿淬火機床的夾具系統,其特征在于,包括位于機床床身(5)兩端分別設置的床頭自動上扣卸扣單元(3)和床尾自動上扣卸扣單元(4);兩個所述自動上扣卸扣單元包括由正反轉電機(46)驅動的動力頭主軸(35);所述動力頭主軸(35)前端設置了與抽油桿螺紋端部配合的螺紋套(36)； 所述床頭自動上扣卸扣單元(3)通過支座坐于滑軌(10)上，所述支座設置調節位置的驅動裝置和啟閉式定位裝置； 此外，所述床身(5)中部間隔設置了升降式支架(8)，所述床身(5)上還設置了升降式的油桿抱緊機械手(9)。
2.根據權利要求1所述抽油桿淬火機床的夾具系統，其特征在于，所述床尾自動上扣卸扣單元(4)為固定式設置。
3.根據權利要求1或2所述抽油桿淬火機床，其特征在于，所述自動上扣卸扣單元包括連接正反轉電機(46)輸出軸的減速機(47)、帶動旋轉的第一齒輪(42)，以及與所述第一齒輪(42)嚙合的第二齒輪(41);所述第二齒輪(41)帶動中心穿設的動力頭主軸(35)轉動；所述動力頭主軸(35)前端連接并帶動螺紋套(36)轉動。
【文檔編號】C21D1/667GK103911498SQ201410103951
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】張劉濤, 石剛, 喬顯卓, 高海峰, 李巍, 吳建平 申請人:大連華夏中科電氣有限公司